(57)【要約】プロセス流体温度計算システムは、プロセス流体導管の外側温度を測定するために配置された第１の温度センサを含む。プロセス流体温度計算システムは、既知の熱インピーダンスを有する軸部分を有する。第２の温度センサは、軸部分によって第１の温度センサから間隔を空けられている。測定回路は、第１及び第２の温度センサに結合されている。マイクロプロセッサは、測定回路から温度情報を受け取るために測定回路に結合されており、且つ熱流束計算を用いてプロセス流体導管内のプロセス流体の温度の推定値を提供する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
プロセス流体温度計算システムであって、
プロセス流体導管の外側温度を測定するように配置された第１の温度センサ；
既知の熱インピーダンスを有する軸部分；
前記軸部分によって前記第１の温度センサから間隔を空けられた第２の温度センサ；
前記第１及び第２の温度センサに結合された測定回路；及び
前記測定回路から温度情報を受け取るために前記測定回路に結合され、かつ熱流束計算を使用してプロセス流体温度出力を計算するためのマイクロプロセッサ；
を含んでいる、
上記プロセス流体温度計算システム。
【請求項２】
前記プロセス流体導管に取り付けられ且つ前記プロセス流体導管と前記第１の温度センサとの間の熱接触を維持するように構成された保持具をさらに備えている、請求項１に記載のプロセス流体温度計算システム。
【請求項３】
前記軸部分に取り付けられたハウジングをさらに備え、前記ハウジングは、前記測定回路、前記第２の温度センサ、及び前記マイクロプロセッサを収容している、請求項１に記載のプロセス流体温度計算システム。
【請求項４】
前記ハウジング内に配置された端子ブロックをさらに備え、前記端子ブロックは前記第２の温度センサを搭載している、請求項３に記載のプロセス流体温度計算システム。
【請求項５】
熱流束を計算するためのパラメータを格納するメモリをさらに備えている、請求項３に記載のプロセス流体温度計算システム。
【請求項６】
前記パラメータは、前記プロセス流体導管の壁の物理的特性を含んでいる、請求項５に記載のプロセス流体温度計算システム。
【請求項７】
前記物理的特性は、前記プロセス流体導管が製作されるところの材料を含んでいる、請求項６に記載のプロセス流体温度計算システム。
【請求項８】
前記物理的特性は、プロセス流体導管壁の厚さである、請求項６に記載のプロセス流体温度計算システム。
【請求項９】
前記第１の温度センサに隣接する前記プロセス流体導管の周りに配置された断熱材をさらに備えている、請求項１に記載のプロセス流体温度計算システム。
【請求項１０】
前記軸部分の周りに配置された断熱材をさらに備えている、請求項１に記載のプロセス流体温度計算システム。
【請求項１１】
前記マイクロプロセッサは、前記第１の温度センサによって測定された温度の変化率に基づいて、温度出力を動的に補償するように構成されている、請求項１に記載のプロセス流体温度計算システム。
【請求項１２】
前記マイクロプロセッサは、前記第２の温度センサによって測定された温度変化率に基づいて前記温度出力を動的に補償するように構成されている、請求項１に記載のプロセス流体温度計算システム。
【請求項１３】
前記マイクロプロセッサは、前記第１の温度センサによって測定された温度の変化率に基づいて、前記第２の温度センサによって測定された温度の変化率と比較して前記温度出力を動的に補償するように構成されている、請求項１に記載のプロセス流体温度計算システム。
【請求項１４】
前記出力を遠隔装置に通信するように構成された通信インタフェースをさらに備えている、請求項１に記載のプロセス流体温度計算システム。
【請求項１５】
前記マイクロプロセッサに結合されたローカルオペレータインタフェースをさらに備えている、請求項１に記載のプロセス流体温度計算システム。
【請求項１６】
前記測定回路は、複数のアナログ／デジタル変換器を含み、第１のアナログ／デジタル変換器は、前記第１の温度センサに結合され、且つ第２のアナログ／デジタル変換器は、前記第２の温度センサに結合されている、請求項１に記載のプロセス流体温度計算システム。
【請求項１７】
プロセス流体導管内のプロセス流体の温度を計算する方法であって、
前記プロセス流体導管の外側表面の温度を測定すること、
既知の熱インピーダンスを有する軸部分によって前記プロセス流体導管から間隔を空けられた位置の温度を測定すること、
熱流束を計算するために、熱流束方程式、前記プロセス流体導管の外側表面からの測定温度、及び前記軸部分によって前記プロセス流体導管から間隔を空けられた位置からの測定温度を使用すること、
前記プロセス流体導管内のプロセス流体の温度を計算するために、前記プロセス流体導管の壁の熱インピーダンスパラメータと組み合わせて前記計算された熱流束を使用すること、及び
前記計算された温度を出力として提供すること、
を包含する、
上記方法。
【請求項１８】
較正のために、前記プロセス流体導管内に既知の温度を有するプロセス流体を供給すること、及び前記プロセス流体導管内に前記軸部分の既知の熱インピーダンスを更新することをさらに含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記プロセス流体導管の外側表面の測定値の変化率に基づいてプロセス流体温度の推定値を動的に補償することをさらに含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
プロセス流体温度計算システムであって、
パイプ保持具；
前記パイプ保持具に連結され、プロセス流体導管の外側温度を測定するように構成された第１の温度センサ；
前記パイプ保持具に結合され、既知の熱インピーダンスを有する軸部分；
前記軸部分に結合され、端子ブロック、測定回路、及びマイクロプロセッサを含むハウジング；
前記ハウジング内の前記端子ブロックに搭載された第２の温度センサ；
を備え、
前記測定回路は、前記マイクロプロセッサおよび前記第１及び第２の温度センサに結合されており、且つ
前記マイクロプロセッサは、熱流束計算と、前記端子ブロック及び前記プロセス流体導管の外側の温度を示す前記測定回路からの情報とを用いて、プロセス流体温度出力を提供するように構成される、
上記プロセス流体温度計算システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［背景技術］
プロセス産業は、化学、パルプ、石油、医薬品、食品及び他の流体プロセスプラントにおける物質、例えば、固体、スラリー、液体、蒸気、及び気体に関連するプロセス変数を監視するプロセス変数送信器を使用する。プロセス変数は、圧力、温度、流量、レベル、濁度、密度、濃度、化学組成、及びその他の性質を含む。
【０００２】
プロセス流体温度送信器は、プロセス流体温度に関連した出力を提供する。温度送信器の出力は、プロセス制御ループを介して制御室に伝達されうるか、又は上記出力は、プロセスが監視及び制御され得るように別のプロセスデバイスに伝達されうる。
【０００３】
伝統的に、プロセス流体温度送信器は、温度センサをプロセス流体と熱的に連絡して提供するけれども、温度センサをプロセス流体と直接接触しないように保護するところのサーモウェル（保護管）に結合されるか、又はサーモウェル（保護管）を用いていた。サーモウェルは、プロセス流体とサーモウェル内部に配置された温度センサとの間の実質的な熱接触を確実にするために、プロセス流体内に配置される。サーモウェルは、典型的には、サーモウェルがプロセス流体によって提供される多くの課題に耐えることができるように、比較的堅牢な金属構造を用いて設計される。このような課題は、物理的な課題、例えば、プロセス流体がサーモウェルを比較的速い速度で通過すること；熱的課題、例えば極端に高い温度；圧力の課題、例えば、プロセス流体が高圧で搬送又は貯蔵されること;及び化学的課題、例えば、腐食性プロセス流体によって提供されるもの；を包含しうる。さらに、サーモウェルは、プロセス設備内への設計が困難な場合がある。このようなサーモウェルは、サーモウェルがプロセス容器（例えばタンク又はパイプ）に取り付けられ且つそこに延在するところのプロセスへの侵襲を必要とする。このプロセスへの侵襲自体は、プロセス流体が侵襲点で容器から漏れないように注意深く設計され且つ制御されなければならない。
【０００４】
サーモウェルの構造的完全性を損なう可能性のある多くの要因がある。いくつかのケースにおいては、すべての要因が完全に考慮されているわけではなく、サーモウェルが時折曲がったり、壊れたりすることがある。そのため、プロセスの設置が長期間停止することがある。これは非常に望ましくない。一部のアプリケーションにおいて、サーモウェルは潜在的な損傷なしには使用できない。そのような用途において、非侵襲式プロセス流体温度計算システムを使用することは有益であり、必要でさえありうる。このようなシステムにおいて、パイプ保持具センサを使用して、温度センサをパイプなどのプロセス容器に結合する。このような非侵襲式プロセス流体温度の計算は、プロセス侵襲を必要とせず、サーモウェルをプロセス流体に直接さらすこともないという利点を与えるが、トレードオフが存在する。具体的には、非侵襲式温度計算システムは、典型的には、プロセス流体内に延在して温度を直接測定するサーモウェルよりもプロセス流体温度を検出する精度が低い。
【０００５】
プロセス流体の温度をより正確に反映することができる非侵襲式プロセス流体温度計算システムを提供することは、そのようなシステムのユーザによって必要とされるトレードオフの一部を減少させ、またサーモウェルは望まれず又可能でもなかった状況におけるより正確な温度計算及びプロセス制御を提供する。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
プロセス流体温度計算システムは、プロセス流体導管の外側温度を測定するために配置された第１の温度センサを含む。プロセス流体温度計算システムは、既知の熱インピーダンスを有する軸部分を有する。第２の温度センサは、上記軸部分によって上記第１の温度センサから間隔を空けられている。測定回路は、上記第１及び第２の温度センサに結合されている。マイクロプロセッサは、上記測定回路から温度情報を受け取るために上記測定回路に結合され、かつ熱流束（単位時間に単位面積を横切る熱量）の計算を用いて上記プロセス流体導管内のプロセス流体の温度の推定値を提供する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】非侵襲式温度計算システムに関係する誤差を示すプロセス流体温度対パイプ保持具温度のチャートである。
【図２】本発明の１の実施形態によるプロセス流体容器に結合された非侵襲式温度計算システムの概略図である。
【図３】本発明の１の実施形態による非侵襲式プロセス流体温度計算システムを通る熱流を示す概略図である。
【図４】本発明の１の実施形態による非侵襲式プロセス流体温度計算システムのブロック図である。
【図５】本発明の１の実施形態による非侵襲式温度測定システムにおけるプロセス流体温度を推定する方法の系統線図である。
【図６Ａ−６Ｂ】本発明の１の実施形態による非侵襲式プロセス流体温度計算システムの補正された温度及び補償誤差をそれぞれ示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
上述したように、非侵襲式温度計算システムを選択することは、精度とのトレードオフを従来から必要としていた。図１は、プロセス流体温度が変化するときの非侵襲式温度計算システムの誤差を示すプロセス流体温度対パイプ保持具温度のチャートである。図の左側の軸はプロセス流体温度とパイプ保持具温度の両方を示し、右側の軸は誤差を摂氏で示している。初期では、プロセス流体温度及びパイプ保持具温度は、それぞれ約２５℃であり、誤差は約０℃である。プロセス流体温度が上昇するにつれて、パイプ保持具温度も上昇するが、その速さは遅くなる。さらに、プロセス流体温度が変化すると、パイプ保持具温度も変化するが、プロセス流体温度と完全には一致しない。これにより、約１４〜１６℃の間で変動する誤差が生じる。これは、パイプ保持具の温度がプロセス流体の温度より約１４〜１６度下がっていることを示している。
【０００９】
図２は、本発明の１実施形態による非侵襲式プロセス流体計算システムの概略図である。システム１００は、プロセス流体容器１０２（図示された例においはパイプ又は導管である）に結合されているものとして示されている。このように、システム１００は、パイプ１０２の外側表面の周りに固定する保持具１０４を含んでいる。図２に示された実施形態は、パイプ１０２の周りに保持具１０４を固定するためのネジ留め具を用いているが、何等かの適切な固定機構が用いられうる。保持具１０４は、パイプ１０２の外側の表面と直接に熱的接触をするように配置された温度センサ（図３に示される）を含んでいる。この温度センサは、ハウジング１０８内に配置された電子機器に電気的に結合され、システム１００はまた、保持具１０４をハウジング１０８に結合する軸部分１１０を含む。軸部分１１０は、保持具１０４からハウジング１０８へ熱を伝導する。しかし、軸部分１１０を製造するために選択された材料；軸部分１１０の長さ；及び／又は軸部分１１０を含む材料の厚さは、軸部分１１０の特定の熱インピーダンスを与えるように設計されうる。本明細書で記載されるように、熱インピーダンスは、軸部分１１０などの構造が熱の流れに抵抗する程度として定義される。熱インピーダンスは一般に熱コンダクタンスの逆数と考えることができる。いくつかのプロセス流体パイプ１０２が比較的高い温度で提供されることがあるので、ハウジング１０８内の電子機器をそのような高い温度から保護するために、軸部分１１０がより高い熱インピーダンスを有することは有益でありうる。
【００１０】
本発明のいくつかの実施形態において、追加の温度センサがパイプ１０２から一定間隔空けて設けられる。１の実施形態において、追加の温度センサはハウジング１０８内に配置される。しかし、本発明の実施形態は、追加の温度センサが、軸部分１１０の内部の固定位置に設けられているように実施されうる。以下でより詳細に説明するように、パイプ１０２の外側表面温度及び追加の温度センサからの間隔を置かれた温度を感知することは、熱流の指示を与えることができる。さらに、環境の影響（例えば、風の寒さ及び周囲温度）は、熱が軸部分１１０を流れる際に軸部分１１０から除去される程度に影響を及ぼす可能性があるので、本発明の少なくともいくつかの実施形態は、図２における点線で示されたように断熱体を含む。この断熱体は、参照符号１１２で示され、パイプ１０２及び保持具１０４の周りに備えられうる。さらに１の実施形態において、パイプ断熱体は、パイプ保持具１０４から両方向（上流及び下流）に最小距離だけ延在しうる。１の実施形態において、この最小距離は少なくとも６インチである。さらに、断熱体は、参照符号１１４で示されるように、軸部分１１０の周りに設けられうる。断熱体１１２及び／又は１１４を用いる実施形態の場合、断熱体は少なくとも１／２インチの厚さでなければならず、好ましくは、どのような外部熱吸収をも減らすか又は潜在的に排除するように選択されなければならない。例えば、理想的には、断熱体の外側表面は白色又は反射性である。
【００１１】
図３は、非侵襲式プロセス流体温度計算システムの概略図であり、ここで熱流は電気部品の観点でモデル化されている。具体的には、プロセス流体の温度はノード１５０として示され、熱抵抗１５４として図式的に示されたパイプ材料（Ｒｐｉｐｅ）の熱インピーダンスを介して温度センサ１５２に結合されている。パイプ材料の熱インピーダンスは、適切なインピーダンスパラメータがハウジング１０８内の回路に入力されるように、パイプ自体の材料及びパイプ壁の厚さのいずれかによって知られうることに留意されるべきである。例えば、システムを構成するユーザはパイプがステンレス鋼から構成され且つ厚さは１/２インチであること指示しうる。次に、本非侵襲式プロセス流体温度計算システムのメモリ内の適切なルックアップデータは、選択された材料及び壁厚に一致するところの対応する熱インピーダンスを識別する。さらに、実施形態は、パイプ材料が単に選択され且つ熱インピーダンスが選択された材料及び選択された壁厚に基づいて計算されうるように実施されてもよい。とにかく本発明の実施形態は、一般にパイプ材料の熱インピーダンスに関する知識を活用する。さらに、パイプ材料の熱インピーダンスを事前に知ることができない実施形態においては、既知のプロセス流体温度が非侵襲式プロセス流体温度計算システムに提供され且つ熱インピーダンスが較正パラメータとして設定される場合に、較正動作が提供されることも可能である。
【００１２】
図３に示されたように、熱はまた、軸部分１１０の側壁外側の温度センサ１５２から参照符号１５６で示された周囲環境に流れ、そしてこの熱インピーダンス（Ｒ２）は参照符号１５８で図式的に示されている。上述したように、外側表面温度センサ１５２から周囲への熱インピーダンスは、いくつかの実施形態において、断熱材を提供することによって上昇させうる。熱は、軸部分１１０を通る伝導を介して、パイプ１０２の外側表面から軸部分１１０を通ってハウジング１０８に流れる。軸部分１１０（Ｒsensor）の熱インピーダンスは、参照符号１６０で図式的に示される。ハウジング１０８内の端子ブロックに結合された温度センサ１６２は、熱インピーダンス１６４（Ｒ１）を介して周囲環境に接続される。
【００１３】
非侵襲式プロセス流体温度計算システムがパイプ保持具１０４によってプロセス流体導管（例えば、パイプ１０２）に接続される場合に、プロセス流体導管の外側表面温度及び送信器端子温度１６２の両方が、測定され得、そして導管１０２内のプロセス流体温度１５０を正確に推定又は近似するために熱流束計算において用いられうる。
【００１４】
プロセス流体温度が変化する場合に、比較的高い熱伝導率を有する温度センサ１５２と端子温度センサ１６２との間の剛性の機械的相互接続（軸部分１１０を介した熱伝導）が存在するので、温度センサ１５２からの読み取りと端子温度センサ１６２からの読み取りの両方に影響を及ぼすであろう。同じことが周囲温度にも当てはまる。周囲温度が変化する場合に、これら両方の測定にも影響を与えるが、その程度はより少ない。
【００１５】
ゆっくりと変化する条件のために、基本熱流束計算は以下のように単純化されうる。
【数１】
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非断熱保持具アセンブリ又は急速に変化するプロセス／周囲条件は、導管の外側表面温度の変化率に対する端子温度の変化率を用いてＲsensor係数を動的に調整することによって、さらに補正されうる。導管外側表面温度が急速に変化している場合に、時定数を最小にするために、この時間中に追加の補正が適用されてもよい。同様に、周囲温度が導管外側表面温度に対して急速に変化している場合には、より少ない補正が適用されてもよい。
【００１６】
図４は、本発明の１実施形態による非侵襲式プロセス流体温度測定の概略図である。図４に示されたように、ハウジング１０８は、マイクロプロセッサ２５０、第１のＡ／Ｄ変換器２５２、第２のＡ／Ｄ変換器２５４、及びメモリ２５６を含む。第１のＡ／Ｄ変換器２５２及び第２のＡ／Ｄ変換器２５４は、アナログ／デジタル変換器である。図４に示された実施例は、２つの別々のアナログ／デジタル変換器を用いているが、本発明の実施形態は、単一のアナログ/デジタル変換器を複数の温度センサに結合するために、単一のアナログ／デジタル変換器と適切なスイッチング回路（例えば、マルチプレクサ）とを用いて実現されうる。
【００１７】
マイクロプロセッサ２５０は、第１のアナログ／デジタル変換器２５２を介して第１の温度センサ１５２に結合される。第１のアナログ／デジタル変換器２５２は、温度センサ１５２からのアナログ電気信号をマイクロプロセッサ２５０のためにデジタル信号に変換するために、温度センサ１５２のワイヤに電気的に結合される。温度センサ１５２及び／又は温度センサ１６２は、測温抵抗体（ＲＴＤ）、熱電対、サーミスタ、又は温度によって変化する電気的特性を有する何らかの別の適切な装置を含む任意の適切な温度検出デバイス若しくは構成要素でありうる。第２のアナログ／デジタル変換器２５４はまた、マイクロプロセッサ２５０を第２の温度センサ１６２に結合する。第２の温度センサ１６２はまた、任意の適切な温度感知センサデバイスでありうるが、１の実施形態において、温度センサとして同じタイプの温度センサでありえる。第２のアナログ／デジタル変換器２５４は、温度センサ１６２のワイヤに結合され、且つ第２の温度センサからのアナログ電気信号をマイクロプロセッサ２５０のためのデジタル信号へ変換する。第１のアナログ／デジタル変換器２５２及び第２のアナログ／デジタル変換器２５４は共に、温度センサをマイクロプロセッサ２５０に結合する測定回路を備えている。
【００１８】
メモリ２５６は、マイクロプロセッサ２５０に電気的に結合されたデジタルデータ記憶装置である。メモリ２５６は、データ並びにパラメータ（例えば、パイプ材料及び軸部分に関する熱インピーダンス情報）をも含む。軸部分の熱インピーダンスは、システムの製造中に決定され、ひいては製造中に入力されうる。パイプ材料の熱インピーダンスは、システムの試運転中に選択することができ、又そうでなければ、較正又は別の適切な処理中に経験的に決定されうる。それにもかかわらず、メモリ２５６は、マイクロプロセッサ２５０が温度センサ１５２及び１６２から得られた信号からプロセス流体温度情報を推定することを可能にするところのパラメータを含んでいる。
【００１９】
メモリ２５６内に格納されたプロセス容器壁パラメータは、プロセス容器壁の物理的特性、例えば、プロセス容器壁のＫw及びプロセス容器の壁厚を含みうる。プロセス容器壁パラメータは、温度測定アセンブリが製造されるときにメモリ２５６に格納されうる。しかし、上述したように、これらのパラメータは、アセンブリの構成中又は試運転中又は較正処理中に決定されてもよい。
【００２０】
フーリエ伝導則によれば、軸部分１１０を通る熱流束は、プロセス容器１０２の壁を通る熱流束と同じでなければならない。この条件下で、プロセス容器壁の内側表面の温度（及びプロセス流体温度）は、温度センサ１５２から得られた信号と、端子温度センサ１６２から得られた信号とから決定される。
【００２１】
図４に示された実施形態において、ハウジング１０８はまた、通信インタフェース２５８を含みうる。通信インタフェース２５８は、温度測定アセンブリと制御又は監視システム２６２との間の通信を提供する。したがって、温度測定システムは、温度測定送信器とも呼ばれ、温度測定システムと制御又は監視システム２６２との間の通信は、何等かの適切な無線の又は有線の接続を介して行なわれうる。例えば、通信は、４〜２０ｍＡの範囲の２線式ループ上のアナログ電流によって表すことができる。代わりに、通信は、Highway Addressable Remote Transducer（ＨＡＲＴ（商標））デジタルプロトコルを使用する２線式ループを介して、又はデジタルプロトコル（例えば、FOUNDATION（商標）Fieldbus）を使用する通信バスを介して、デジタル形式で送信されてもよい。通信インタフェース２５８は、任意選択的に又は代替的に、無線プロセス通信プロトコル（例えば、IEC62591に従うWirelessHART）を使用する無線送信による通信のための無線通信回路２６４を含みうる。さらに、制御又は監視システム２６２との通信は、任意の数の中間装置のネットワーク、例えば、無線メッシュネットワーク（図示せず）介して行われうる。
【００２２】
通信インタフェース２５８は、温度測定システムとの間の通信を管理及び制御するのを助けることができる。例えば、制御若しくは監視システム２６２は、プロセス容器壁などの熱インピーダンスに関する任意の適切な数のパラメータを入力又は選択することを含む、温度測定システムの構成を与えうる。
【００２３】
図４に示された実施例はまた、ローカルオペレータインタフェース２６６を含みうる。ローカルオペレータインタフェース２６６は、プロセス流体の推定温度、及び温度センサ１５２によって直接に提供された外側表面の測定温度を表示するために備えられうる。さらに、ローカルオペレータインタフェースは、温度センサ１６２によって測定された端子温度の表示を備えてもよい。さらにまた、追加の温度センサを使用して周囲温度測定が提供されることもでき、そのような測定は、オプションでローカルオペレータインタフェース２６６によって表示されうる。ローカルオペレータインタフェース２６６は、ユーザが非侵襲式温度測定システムと相互作用することを可能にする適切な数のボタン又はキーパッドを含んでもよい。そのような相互作用は、プロセス流体導管の材料及びプロセス流体導管壁の厚さの投入又は選択を含むことができる。
【００２４】
図５は、本発明の１実施形態によるプロセス流体温度を推測する方法の系統線図である。方法３００は、ブロック３０２で始まり、そこではプロセス流体導管の外側温度が測定される。上述したように、この外側温度は、好ましくは、プロセス流体導管の外径又は外側表面に対して直接に配置された温度センサを用いて測定される。次に、ブロック３０４では、非侵襲式プロセス流体温度計算システムのハウジング内の端子温度が測定される。本明細書で説明する実施形態は、一般に送信器端子温度の測定を参照するが、本発明の実施形態は、ハウジング自体の温度、又はハウジング内の他の適切な構造体の温度を測定することによって実施することができる。次に、ブロック３０６で、測定された導管外側温度及び測定された端子温度が、処理装置（例えば、ハウジング１０８内に配置されたマイクロプロセッサ２５０）に供給されて、プロセス流体の温度が、基本熱流束計算（例えば、上記のようなもの）を用いて推定されうる。これまで記載された実施形態は、一般に、ハウジング１０８内で計算を提供するプロセッサ（例えば、マイクロプロセッサ２５０）に焦点を当ててきたが、本明細書に記載の実施形態は、導管外側温度センサ及び端子温度センサからの生の温度測定値を、プロセス流体温度を推定することができる遠隔の装置又はプロセッサに提供することによって実行されうる。いずれにせよ、基本熱流束計算は、一般に、導管外側温度センサ及び端子温度センサからの値を用いてプロセス流体温度の推定値を提供する。上述したように、動的重み付け３０８は、急速に変化する条件が動的に調整されうるように、本発明のいくつかの実施形態に従って適用されうる。例えば、１の実施形態において、急速に変化するプロセス流体温度条件は、メモリ２５６内に記憶されたセンサアセンブリパラメータの熱インピーダンスを、外側表面温度測定値（温度センサ１５２によって提供される）の変化率に対する端子温度測定値の変化率によって、動的に調整することによってさらに訂正されうる。外側表面温度測定値が急速に変化している場合、時定数による誤差を最小にするために、急速に変化する温度の時間中に付加的な補正が適用されうる。同様に、周囲温度が外側表面温度に対して急速に変化する場合、より少ない補正が適用されうる。
【００２５】
次に、ブロック３１０で、推定されたプロセス流体温度が、非侵襲式プロセス流体温度測定システムによる出力として提供される。この出力は、ローカルオペレータインタフェース（ブロック３１２で示される）を介してローカル出力として提供され得、及び／又は、出力は、遠隔装置（ブロック３１４で示される）に提供されうる。さらに、ブロック３１６で示されるように、除去装置への出力は、有線プロセス通信結合（ブロック３１６で示される）を介して提供され得、及び／又は、ブロック３１８に示すように無線で提供されてもよい。
【００２６】
図６Ａ及び図６Ｂは、本発明の実施形態による熱流束計算を用いた非侵襲式プロセス流体温度推定の結果を示すチャートである。図６Ａに示されるように、パイプ外側表面温度は、およそ午後１２時４０分から午後２時４５分までの時間間隔の間、比較的小さい程度で変動する。その同じ時間間隔において、端子温度は約２７℃と約３３℃との間で変動する。プロセス温度は、参照符号４００で示され、補正された温度出力４０２によって非常に近接して追跡される。補償誤差は、図６Ｂに直接示されている。図示されたように、本発明の実施形態は、プロセス流体導管自体の中への侵襲を要求しないで、プロセス流体導管（例えばパイプ）内を流れるプロセス流体の温度を正確に反映することができる非侵襲式プロセス流体温度計算又は推定システムを提供する。したがって、プロセス制御は、本明細書に記載の熱流束ベースの温度計算技術を使用して改善されうる。
【００２７】
好ましい実施形態を参照して本発明は説明されたが、当業者は、本発明の精神及び範囲から逸脱しないで、形態及び詳細に変更を加えうることを認識しているであろう。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ−６Ｂ】
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【国際調査報告】
2019502930.tif 000009